JP2019509908A - Method to detect, control and automatically compensate for pressure in the polishing process - Google Patents
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Abstract
研磨工程において圧力を検出、制御、自動的に補償する方法が開示され、下記工程を含む:検出シャフトによって研磨ホイール(10)と被研磨工作物(11)との間の圧力を検出するか、又は前記検出シャフト上に生じたモーメントを検出し、検出した前記圧力又は前記モーメントを制御装置に出力するステップ(S1);前記制御装置によって、前記検出シャフトが検出した前記圧力又は前記モーメントと、既定圧力又はモーメントとを比較し、前記検出シャフトが検出した前記圧力又は前記モーメントと、前記既定圧力又はモーメントとの間に差があるかどうかを決定するステップ(S2);相違を一致させるため、前記制御装置によって、前記差に基づき、補償供給量を計算し、前記補償供給量に基づき、調節シャフト(18)に調節信号を出力するステップ(S3);前記調節信号に基づき、前記調節シャフト(18)を相応に移動させ、これにより、前記研磨ホイール(10)又は前記被研磨工作物(11)を駆動して相応に移動させ、相違を保持するため、前記研磨ホイール(10)と前記被研磨工作物(11)との間の相対位置を調節するステップ(S4)。研磨工程において圧力を検出、制御、自動的に補償する方法は、研磨工程における研磨ホイールと被研磨工作物との間に安定な圧力を実現し、被研磨工作物(11)の安定かつ一貫した品質を保証し、高精度及び高効率に対する要件に適合させる。
【代表図】図1A method for detecting, controlling and automatically compensating pressure in a polishing process is disclosed, including the following steps: detecting the pressure between the polishing wheel (10) and the workpiece (11) to be polished by means of a detection shaft; Or detecting the moment generated on the detection shaft and outputting the detected pressure or the moment to the control device (S1); the pressure or moment detected by the detection shaft by the control device; Comparing the pressure or moment and determining whether there is a difference between the pressure or moment detected by the detection shaft and the predetermined pressure or moment (S2); The control device calculates a compensation supply amount based on the difference and adjusts the adjustment shaft (18) based on the compensation supply amount. Outputting a signal (S3); based on the adjustment signal, the adjustment shaft (18) is moved accordingly, thereby driving the polishing wheel (10) or the workpiece (11) to be driven accordingly. And adjusting the relative position between the polishing wheel (10) and the workpiece (11) to be polished in order to maintain the difference (S4). The method of detecting, controlling, and automatically compensating the pressure in the polishing process realizes a stable pressure between the polishing wheel and the workpiece to be polished in the polishing process, so that the workpiece (11) to be polished is stable and consistent. Ensure quality and meet requirements for high accuracy and high efficiency.
[Representative] Figure 1
Description
本発明は、研磨機器の研磨工程において圧力を検出、制御、自動的に補償する方法に関する。 The present invention relates to a method for detecting, controlling and automatically compensating pressure in a polishing process of a polishing machine.
製造工程において、軍用品、工業製品及び民生製品を含め、大型の航空宇宙構成部品及び自動車成形品から小型の装飾片に及ぶ工作物の研磨に対し、多大な要求がある。研磨工程において、機械加工品質に影響を与える要素には、研削ホイールと工作物との間の直接圧力、研削ホイールが工作物と接触している際の研削ホイールの稼動速度、研削ホイール及び工作物の材料特性、機械加工工程及び適切な工程パラメータ、元の工作物の粘稠度、並びに機械加工機器の安定度を含む。明らかに、重要であるのは、研削ホイールと工作物との間の直接圧力、及び機械加工工程において研削ホイールが工作物と接触している際の研削ホイールの稼働速度を一定に保持することである。安定した圧力及び速度により、工作物の機械加工品質を安定かつ一貫したものにし、適切な圧力及び速度により、機械加工の精度及び効率を保証することができる。 In the manufacturing process, there is a great demand for the polishing of workpieces ranging from large aerospace components and automotive moldings to small decorative pieces, including military, industrial and consumer products. Factors that affect the machining quality in the polishing process include the direct pressure between the grinding wheel and the workpiece, the operating speed of the grinding wheel when the grinding wheel is in contact with the workpiece, the grinding wheel and the workpiece. Material properties, machining process and appropriate process parameters, original workpiece consistency, and machining equipment stability. Obviously, what is important is to keep the direct pressure between the grinding wheel and the workpiece and the working speed of the grinding wheel constant when the grinding wheel is in contact with the workpiece in the machining process. is there. With stable pressure and speed, the machining quality of the workpiece can be made stable and consistent, and with proper pressure and speed, machining precision and efficiency can be guaranteed.
現在、工作物の大部分は、研磨機器によって手作業で研磨されている。労働環境は厳しく、労働強度は高く、時として、爆燃及び人の負傷に対する危険があり、多くの場合、機械加工精度、安定した品質及び高効率に対する要件に適合させることができない。というのは、主に、手作業は、研削ホイールと工作物との間の圧力を検出、自動的に制御、補償することができないためである。 Currently, the majority of workpieces are polished manually by polishing equipment. The working environment is harsh, the labor intensity is high, and there is a risk of deflagration and personal injury, often failing to meet the requirements for machining accuracy, stable quality and high efficiency. This is mainly because manual work cannot detect, automatically control and compensate for the pressure between the grinding wheel and the workpiece.
市場には、いくつかの自動研磨機器もある。こうした自動研磨機器は、研削ホイールのモータ周波数変換器の帰還電流を主に検出することによって、研削ホイールと工作物との間の圧力を調節する。こうした自動研磨機器は、以下の主要な欠点を有する:(1)研削ホイール・モータの電流は、研削ホイールと工作物との間の圧力を反映する独立変数ではない。この変数は、研削ホイールの特性との大きな相関関係を有する(研削ホイールの質量均一性、動的平衡特性及び丸さ、並びに片持ち機構の擾乱等)。(2)研削ホイールが周波数変換器による制御を採用しているため、研削ホイール・モータの回転速度は、研削ホイールが工作物と接触した(即ち、圧力が研削ホイールと工作物との間に生じた)瞬間に変化する(低下する)。周波数変換器は、モータの回転速度を上昇させるため、周波数、電圧及び電流を自動的に調節する。この瞬間、モータの電流は、工作物と研削ホイールとの間の圧力を単独で反映することができないため、この電流を標的変数として使用して圧力を制御するには明らかに妥当でない、少なくとも適切ではない。 There are also some automatic polishing equipment on the market. Such automatic polishing equipment regulates the pressure between the grinding wheel and the workpiece by mainly detecting the feedback current of the grinding wheel motor frequency converter. Such automatic grinding machines have the following main drawbacks: (1) The grinding wheel motor current is not an independent variable reflecting the pressure between the grinding wheel and the workpiece. This variable has a large correlation with the grinding wheel characteristics (grinding wheel mass uniformity, dynamic equilibrium characteristics and roundness, cantilever disturbance, etc.). (2) Since the grinding wheel employs frequency converter control, the rotational speed of the grinding wheel motor is such that the grinding wheel is in contact with the workpiece (ie, pressure is generated between the grinding wheel and the workpiece). It changes (decreases) at the moment. The frequency converter automatically adjusts the frequency, voltage and current to increase the rotational speed of the motor. At this moment, the motor current cannot reflect the pressure between the workpiece and the grinding wheel alone, so it is obviously not reasonable to control the pressure using this current as a target variable, at least appropriate is not.
本発明の目的は、上記の手作業の弱点及び不能なこと並びに従来技術の欠陥を克服し、研磨工程において圧力を検出、制御、自動的に補償する方法を提供することであり、この方法は、研磨工程において研削ホイールと工作物との間の圧力の検出、制御、及び自動的な補償を実現することができ、精度、機械加工品質の安定度及び一貫性に対する要件、並びに効率的な作業に適合させる。 It is an object of the present invention to provide a method for overcoming the above-mentioned manual weaknesses and inability and the deficiencies of the prior art and for detecting, controlling and automatically compensating pressure in the polishing process. Can detect, control and automatically compensate pressure between grinding wheel and workpiece in the polishing process, requirements for accuracy, stability and consistency of machining quality, and efficient work To fit.
本発明によって提供される、研磨工程において圧力を検出、制御、自動的に補償する方法は、
検出シャフトによって研磨ホイールと被研磨工作物との間の圧力を検出するか、又は研磨ホイールと被研磨工作物との間の圧力によって検出シャフト上に生じたモーメントを検出し、検出した圧力又はモーメントを制御装置に出力するステップ;
制御装置によって、検出シャフトが検出した圧力又はモーメントと、既定圧力又はモーメントとを比較し、検出シャフトが検出した圧力又はモーメントと、既定圧力又はモーメントとの間に差があるかどうかを決定し、差がない場合、最後のステップを繰り返し、差がある場合、次のステップを実行するステップ;
制御装置によって、差に基づき、補償供給量を計算し、補償供給量に基づき、調節シャフトに調節信号を出力するステップ;
調節信号に基づき、調節シャフトを相応に移動させ、これにより、研磨ホイール又は被研磨工作物を駆動して相応に移動させ、研磨ホイールと被研磨工作物との間の相対位置を調節するようにし、研磨ホイールと被研磨工作物との間の圧力、又は研磨ホイールと被研磨工作物との間の圧力によって検出シャフト上に生じたモーメントが、上記既定圧力又はモーメントに至るようにするか又は既定圧力又はモーメントとの一致を保持するようにするステップ;及び
研磨工程において、研磨ホイールと被研磨工作物との間の圧力を常に一定に保持するために、上記のステップを連続的に繰り返すステップ
を含む。
The method provided by the present invention for detecting, controlling and automatically compensating pressure in the polishing process is as follows:
The pressure between the grinding wheel and the workpiece to be polished is detected by the detection shaft, or the moment generated on the detection shaft by the pressure between the grinding wheel and the workpiece to be polished is detected, and the detected pressure or moment Outputting to the control device;
The control device compares the pressure or moment detected by the detection shaft with a predetermined pressure or moment, determines whether there is a difference between the pressure or moment detected by the detection shaft and the predetermined pressure or moment, If there is no difference, repeat the last step, and if there is a difference, perform the next step;
Calculating a compensation supply amount based on the difference by the control device and outputting an adjustment signal to the adjustment shaft based on the compensation supply amount;
Based on the adjustment signal, the adjustment shaft is moved accordingly, thereby driving the grinding wheel or workpiece to be moved accordingly and adjusting the relative position between the grinding wheel and the workpiece to be polished. The moment generated on the detection shaft by the pressure between the grinding wheel and the workpiece to be polished, or the pressure between the grinding wheel and the workpiece to be polished, reaches or reaches the predetermined pressure or moment. Maintaining the coincidence with the pressure or moment; and, in the polishing process, continuously repeating the above steps in order to keep the pressure between the polishing wheel and the workpiece to be kept constant. Including.
更に、差は、プラス差及びマイナス差を含む。 Further, the difference includes a positive difference and a negative difference.
更に、研磨ホイールを検出シャフトに固定し、検出シャフトを調節シャフトに固定する。 Further, the grinding wheel is fixed to the detection shaft, and the detection shaft is fixed to the adjustment shaft.
更に、制御装置が、研磨ホイールと被研磨工作物との間にプラス差があることを決定した場合、制御装置は、プラス差に基づきマイナス補償供給量を計算し、計算したマイナス補償供給量に基づき調節シャフトに調節信号を出力し、調節シャフトは、調節信号に基づき被研磨工作物から遠ざかり、これにより、研磨ホイールを駆動して被研磨工作物から遠ざけ、研磨ホイールと被研磨工作物との間の相対位置を調節するようにする。 Further, if the controller determines that there is a positive difference between the grinding wheel and the workpiece to be polished, the controller calculates a negative compensation supply based on the positive difference, and calculates the calculated negative compensation supply. An adjustment signal is output to the adjustment shaft based on the adjustment signal, and the adjustment shaft moves away from the workpiece to be polished based on the adjustment signal, thereby driving the polishing wheel away from the workpiece to be polished. Try to adjust the relative position between.
更に、制御装置が、研磨ホイールと被研磨工作物との間にマイナス差があることを決定した場合、制御装置は、マイナス差に基づきプラス補償供給量を計算し、計算したプラス補償供給量に基づき調節シャフトに調節信号を出力し、調節シャフトは、調節信号に基づき被研磨工作物に向かって移動し、これにより、研磨ホイールを駆動して被研磨工作物に向かって移動させ、研磨ホイールと被研磨工作物との間の相対位置を調節するようにする。 Furthermore, if the controller determines that there is a negative difference between the grinding wheel and the workpiece to be polished, the controller calculates a positive compensation supply based on the negative difference and Based on the adjustment signal, the adjusting shaft moves toward the workpiece to be polished, and thereby drives the polishing wheel to move toward the workpiece to be polished. The relative position with respect to the workpiece to be polished is adjusted.
更に、研磨ホイールを検出シャフトに固定し、被研磨工作物を調節シャフトに固定する。 Further, the polishing wheel is fixed to the detection shaft, and the workpiece to be polished is fixed to the adjustment shaft.
更に、制御装置が、研磨ホイールと被研磨工作物との間にプラス差があることを決定した場合、制御装置は、プラス差に基づきマイナス補償供給量を計算し、計算したマイナス補償供給量に基づき調節シャフトに調節信号を出力し、調節シャフトは、調節信号に基づき研磨ホイールから遠ざかり、これにより、被研磨工作物を駆動して研磨ホイールから遠ざけ、研磨ホイールと被研磨工作物との間の相対位置を調節するようにする。 Further, if the controller determines that there is a positive difference between the grinding wheel and the workpiece to be polished, the controller calculates a negative compensation supply based on the positive difference, and calculates the calculated negative compensation supply. An adjustment signal is output to the adjustment shaft based on the adjustment signal, and the adjustment shaft is moved away from the grinding wheel based on the adjustment signal, thereby driving the workpiece to be moved away from the grinding wheel, and Try to adjust the relative position.
更に、制御装置が、研磨ホイールと被研磨工作物との間にマイナス差があることを決定した場合、制御装置は、マイナス差に基づきプラス補償供給量を計算し、計算したプラス補償供給量に基づき調節シャフトに調節信号を出力し、調節シャフトは、調節信号に基づき研磨ホイールに向かって移動し、これにより、被研磨工作物を駆動して研磨ホイールに向かって移動させ、研磨ホイールと被研磨工作物との間の相対位置を調節するようにする。 Furthermore, if the controller determines that there is a negative difference between the grinding wheel and the workpiece to be polished, the controller calculates a positive compensation supply based on the negative difference and Based on the adjustment signal, the adjustment shaft outputs an adjustment signal to the adjustment shaft, and the adjustment shaft moves toward the polishing wheel based on the adjustment signal, thereby driving the workpiece to be moved toward the polishing wheel. Adjust the relative position with the workpiece.
更に、研磨ホイールを調節シャフトに固定し、被研磨工作物を検出シャフトに固定する。 Further, the polishing wheel is fixed to the adjustment shaft, and the workpiece to be polished is fixed to the detection shaft.
更に、制御装置が、研磨ホイールと被研磨工作物との間にプラス差があることを決定した場合、制御装置は、プラス差に基づきマイナス補償供給量を計算し、計算したマイナス補償供給量に基づき調節シャフトに調節信号を出力し、調節シャフトは、調節信号に基づき被研磨工作物から遠ざかり、これにより、研磨ホイールを駆動して被研磨工作物から遠ざけ、研磨ホイールと被研磨工作物との間の相対位置を調節するようにする。 Further, if the controller determines that there is a positive difference between the grinding wheel and the workpiece to be polished, the controller calculates a negative compensation supply based on the positive difference, and calculates the calculated negative compensation supply. An adjustment signal is output to the adjustment shaft based on the adjustment signal, and the adjustment shaft moves away from the workpiece to be polished based on the adjustment signal, thereby driving the polishing wheel away from the workpiece to be polished. Try to adjust the relative position between.
更に、制御装置が、研磨ホイールと被研磨工作物との間にマイナス差があることを決定した場合、制御装置は、マイナス差に基づきプラス補償供給量を計算し、計算したプラス補償供給量に基づき調節シャフトに調節信号を出力し、調節シャフトは、調節信号に基づき被研磨工作物に向かって移動し、これにより、研磨ホイールを駆動して被研磨工作物に向かって移動させ、研磨ホイールと被研磨工作物との間の相対位置を調節するようにする。 Furthermore, if the controller determines that there is a negative difference between the grinding wheel and the workpiece to be polished, the controller calculates a positive compensation supply based on the negative difference and Based on the adjustment signal, the adjusting shaft moves toward the workpiece to be polished, and thereby drives the polishing wheel to move toward the workpiece to be polished. The relative position with respect to the workpiece to be polished is adjusted.
更に、被研磨工作物を検出シャフトに固定し、検出シャフトを調節シャフトに固定する。 Further, the workpiece to be polished is fixed to the detection shaft, and the detection shaft is fixed to the adjustment shaft.
更に、制御装置が、研磨ホイールと被研磨工作物との間にプラス差があることを決定した場合、制御装置は、プラス差に基づきマイナス補償供給量を計算し、計算したマイナス補償供給量に基づき調節シャフトに調節信号を出力し、調節シャフトは、調節信号に基づき研磨ホイールから遠ざかり、これにより、被研磨工作物を駆動して研磨ホイールから遠ざけ、研磨ホイールと被研磨工作物との間の相対位置を調節するようにする。 Further, if the controller determines that there is a positive difference between the grinding wheel and the workpiece to be polished, the controller calculates a negative compensation supply based on the positive difference, and calculates the calculated negative compensation supply. An adjustment signal is output to the adjustment shaft based on the adjustment signal, and the adjustment shaft is moved away from the grinding wheel based on the adjustment signal, thereby driving the workpiece to be moved away from the grinding wheel, and Try to adjust the relative position.
更に、制御装置が、研磨ホイールと被研磨工作物との間にマイナス差があることを決定した場合、制御装置は、マイナス差に基づきプラス補償供給量を計算し、計算したプラス補償供給量に基づき調節シャフトに調節信号を出力し、調節シャフトは、調節信号に基づき研磨ホイールに向かって移動し、これにより、被研磨工作物を駆動して研磨ホイールに向かって移動させ、研磨ホイールと被研磨工作物との間の相対位置を調節するようにする。 Furthermore, if the controller determines that there is a negative difference between the grinding wheel and the workpiece to be polished, the controller calculates a positive compensation supply based on the negative difference and Based on the adjustment signal, the adjustment shaft outputs an adjustment signal to the adjustment shaft, and the adjustment shaft moves toward the polishing wheel based on the adjustment signal, thereby driving the workpiece to be moved toward the polishing wheel. Adjust the relative position with the workpiece.
更に、検出シャフトは、力センサ又はモーメント・センサであるセンサを備える。 Further, the detection shaft comprises a sensor that is a force sensor or a moment sensor.
本発明は、検出シャフトを使用し、研磨ホイールと被研磨工作物との間の圧力を検出するか、又は研磨ホイールと被研磨工作物との間の圧力によって検出シャフト上に生じたモーメントを検出し、制御装置を使用して圧力又はモーメントを制御し、調節シャフトを使用して研磨ホイールと被研磨工作物との間の圧力を自動的に補償する。研磨ホイールの回転速度が一定である場合、本発明は、研磨工程における研磨ホイールと被研磨工作物との間に安定な圧力を実現し、研磨ホイールが摩耗した場合、研磨工程における自動補償を実現することもでき、これにより、被研磨工作物の安定かつ一貫した機械加工品質を保証し、高精度及び高効率に対する要件に適合させる。 The present invention uses a detection shaft to detect the pressure between the grinding wheel and the workpiece to be polished, or to detect the moment generated on the detection shaft by the pressure between the polishing wheel and the workpiece to be polished. The control device is used to control the pressure or moment and the adjustment shaft is used to automatically compensate for the pressure between the grinding wheel and the workpiece to be polished. When the rotation speed of the grinding wheel is constant, the present invention realizes a stable pressure between the grinding wheel and the workpiece to be polished in the grinding process, and realizes automatic compensation in the grinding process when the grinding wheel is worn This can ensure a stable and consistent machining quality of the workpiece to be polished and meet the requirements for high accuracy and high efficiency.
添付の図面及び実施形態を参照することによって、本発明を以下で更に説明する。 The invention will be further described below with reference to the accompanying drawings and embodiments.
図1に示すように、本発明によって提供される、研磨工程において圧力を検出、自動的に制御、補償する方法は、以下のステップを含む:
S1:検出シャフトは、研磨ホイールと被研磨工作物との間の圧力を検出するか、又は研磨ホイールと被研磨工作物との間の圧力によって検出シャフト上に生じたモーメントを検出し、検出した圧力又はモーメントを制御装置に出力する。制御装置は、PLC制御装置、PID制御装置、ファジー制御装置、又はあらゆる他の制御装置とすることができる。本実施形態では、制御装置はPLC制御装置である。
S2:制御装置は、検出シャフトが検出した圧力又はモーメントと、既定圧力又はモーメントとを比較し、検出シャフトが検出した圧力又はモーメントと、既定圧力又はモーメントとの間に差があるかどうかを決定し、差がない場合、最後のステップを繰り返し、差がある場合、次のステップを実行する。差は、プラス差及びマイナス差を含む。
S3:制御装置は、差に基づき、補償供給量を計算し、補償供給量に基づき、調節シャフトに調節信号を出力する。
S4:調節シャフトは、調節信号に基づき相応に移動し、これにより、研磨ホイール又は被研磨工作物を駆動して相応に移動させ、研磨ホイールと被研磨工作物との間の相対位置を調節し、研磨ホイールと被研磨工作物との間の圧力、又は研磨ホイールと被研磨工作物との間の圧力によって検出シャフト上に生じたモーメントが、既定圧力若しくはモーメントに至るようにするか又は既定圧力若しくははモーメントとの一致を保持するようにする。
S5:研磨工程において、上記のステップを連続的に繰り返すことにより、研磨ホイールと被研磨工作物との間の圧力を常に一定に保持することができる。
As shown in FIG. 1, the method for detecting, automatically controlling and compensating pressure in the polishing process provided by the present invention includes the following steps:
S1: The detection shaft detects the pressure between the polishing wheel and the workpiece to be polished, or detects the moment generated on the detection shaft by the pressure between the polishing wheel and the workpiece to be polished. Output pressure or moment to the controller. The controller can be a PLC controller, a PID controller, a fuzzy controller, or any other controller. In the present embodiment, the control device is a PLC control device.
S2: The control device compares the pressure or moment detected by the detection shaft with a predetermined pressure or moment, and determines whether there is a difference between the pressure or moment detected by the detection shaft and the predetermined pressure or moment. If there is no difference, the last step is repeated. If there is a difference, the next step is executed. The difference includes a positive difference and a negative difference.
S3: The control device calculates a compensation supply amount based on the difference, and outputs an adjustment signal to the adjustment shaft based on the compensation supply amount.
S4: The adjustment shaft moves correspondingly based on the adjustment signal, thereby driving the grinding wheel or workpiece to be moved accordingly and adjusting the relative position between the grinding wheel and the workpiece to be polished. The moment generated on the detection shaft by the pressure between the grinding wheel and the workpiece to be polished, or the pressure between the grinding wheel and the workpiece to be ground reaches a predetermined pressure or moment, or a predetermined pressure Or, keep the coincidence with the moment.
S5: In the polishing process, by repeating the above steps continuously, the pressure between the polishing wheel and the workpiece to be polished can always be kept constant.
本発明によって提供される、研磨工程において圧力を検出、制御、自動的に補償する方法は、携帯電話、時計、ポット、食卓用食器類、衛生用品及び成形品等、様々な種類の規則的及び不規則な工作物に対する研磨に適用可能である。本方法は、高度の自動化を有し、多くの人的労力を節約し、オペレータの労働環境及び労働強度を著しく向上させることができる。工作物の機械加工品質は、安定かつ一貫しており、機械加工効率が上昇する。 The method provided by the present invention for detecting, controlling, and automatically compensating pressure in the polishing process includes various types of regular and mobile phones, watches, pots, tableware, sanitary products and molded articles. Applicable to polishing irregular workpieces. The method has a high degree of automation, can save a lot of human labor and can significantly improve the working environment and labor intensity of the operator. The machining quality of the workpiece is stable and consistent, increasing the machining efficiency.
本発明によって提供される、研磨工程において圧力を検出、制御、自動的に補償する方法を以下で詳細に説明する。 The method of detecting, controlling and automatically compensating pressure in the polishing process provided by the present invention will be described in detail below.
実施形態1
図2に示すように、本実施形態では、研磨ホイール10の基部12を検出シャフト13に固定し、検出シャフト13の中心が、基部12の中心と同じ垂直線上にあり、研磨ホイール10の中心と同じ垂直平面上にあるようにする。言い換えれば、研磨ホイール10は検出シャフトに固定されている。研磨ホイール10は、研削ホイールとすることができる。被研磨工作物11を研磨位置22に固定し、被研磨工作物11の中心が研磨ホイール10の中心と同じ水平線上にあるようにする。調節シャフト18は、検出シャフト13に固定する。調節シャフト18は、本体19、本体19上に配置した結合部20、及び結合部20に固定した駆動部21を備える。駆動部21は、制御装置が出力する調節信号を受信し、本体19を駆動して相応に移動させる。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, the
図3に示すように、検出シャフト13は、本体14、親ねじ15、結合部16及びセンサ17を備える。親ねじ15の一方の端部を本体14の中間部に組み付け、もう一方の端部を基部12の底部の中間部に組み付ける。結合部16は、本体14に組み付け、センサ17は、結合部16に組み付ける。センサ17は力センサである。当然、センサ17はモーメント・センサであってもよい。検出シャフト13は、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力を検出するか、又は研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力によって検出シャフト上に生じたモーメントを検出し、以下の原理に従う。被研磨工作物11が研磨ホイール10に接触すると、圧力Fが生じる。てこの原理により、同じ力F又はモーメントMが検出シャフト13上に生じる。力センサ又はモーメント・センサは、力F又はモーメントMを検出することができる。モーメントMは、以下の方法によって計算される:研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の接触点から検出シャフト13の中心までの垂直距離がHであると仮定すると、モーメントM=FXHである。てこの原理の適用により、検出シャフト13は、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力を検出するか、又は研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力によって検出シャフト13上に生じたモーメントを検出することができる。明らかに、モーメントの検出がより正確であり、反応速度はより速い。
As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、検出シャフト13による、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力によって検出シャフト13上に生じたモーメントの検出を一例として取り上げる。既定モーメントM0が5%であり、接触前の研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力Fが0であると仮定すると、圧力F=0に従って、検出シャフト13は、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力によって検出シャフト13上に生じたモーメントM1が0であることを検出する。制御装置は、検出シャフト13によって検出したモーメントM1=0と、既定モーメントM0=5%とを比較し、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間にマイナス差があることを決定し、これにより、制御装置は、マイナス差に基づきプラス補償供給量を計算し、プラス計算した補償供給量に基づき調節シャフト18に調節信号を出力し、調節シャフト18は、調節信号に基づき被研磨工作物11に向かって移動し、これにより、研磨ホイール10を駆動して被研磨工作物11に向かって移動させ、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の相対位置を調節するようにする。工程において、調節シャフト18が研磨ホイール10を駆動して移動させた場合、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力Fは漸増し、この圧力Fによって検出シャフト13上に生じた実際のモーメントM1は、モーメントM1が既定モーメントM0に達するまで、即ち、モーメントM1が5%に達するまで漸増する。
As shown in FIG. 4, the detection of the moment generated on the
検出シャフト13が、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力Fによって検出シャフト13上に生じたモーメントM2が2%であることを検出したと仮定すると、制御装置は、検出シャフト13によって検出したモーメントM2=2%と、既定モーメントM0=5%とを比較し、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間にマイナス差があることを決定し、これにより、制御装置は、マイナス差に基づきプラス補償供給量を継続的に計算し、計算したプラス補償供給量に基づき調節シャフト18に調節信号を継続的に出力し、調節シャフト18は、調節信号に基づき被研磨工作物11に向かって継続的に移動し、これにより、研磨ホイール10を駆動して被研磨工作物11に向かって継続的に移動させ、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力Fによって検出シャフト13上に生じたモーメントM2が既定モーメントM0と同じになるまで、即ち、モーメントM2が5%に達するまで、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の相対位置を調節するようにする。
Assuming that the
図5に示すように、既定モーメントM0が5%であり、研磨工程における研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力FがF1であると更に仮定すると、圧力F=F1に従って、検出シャフト13は、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力F1によって検出シャフト13上に生じたモーメントM3が6%であることを検出する。制御装置は、検出シャフト13によって検出したモーメントM3=6%と、既定モーメントM0=5%とを比較し、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間にプラス差があることを決定し、これにより、制御装置は、プラス差に基づきマイナス補償供給量を計算し、計算したマイナス補償供給量に基づき調節シャフト18に調節信号を出力し、調節シャフト18は、調節信号に基づき被研磨工作物11から遠ざかり、これにより、研磨ホイール10を駆動して被研磨工作物11から遠ざけ、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の相対位置を調節するようにする。工程において、調節シャフト18が研磨ホイール10を駆動して移動させる場合、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力F1は漸減し、この圧力F1によって検出シャフト13上に生じたモーメントM3は、モーメントM3が既定モーメントM0に達するまで、即ち、モーメントM3が5%に達するまで漸減する。
As shown in FIG. 5, when it is further assumed that the predetermined moment M0 is 5% and the pressure F between the polishing
研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力が変動する場合、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力によって検出シャフト13上に生じたモーメントも変動することになる。研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の上記圧力を調節した後、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力が変動し、F2になり、検出シャフト13が、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力F2によって検出シャフト13上に生じたモーメントM4が4%であることを検出したと仮定する。制御装置は、検出シャフト13によって検出したモーメントM4=4%と、既定モーメントM0=5%とを比較し、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間にマイナス差があることを決定し、これにより、制御装置は、マイナス差に基づきプラス補償供給量を計算し、計算したプラス補償供給量に基づき調節シャフト18に調節信号を出力し、調節シャフト18は、調節信号に基づき被研磨工作物11に向かって移動し、これにより、研磨ホイール10を駆動して被研磨工作物11に向かって移動させ、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力F2によって検出シャフト13上に生じたモーメントM4が既定モーメントM0と同じになるまで、即ち、モーメントM4が5%に達するまで、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の相対位置を調節するようにする。
When the pressure between the polishing
研磨工程において、上述のステップの連続的な繰り返しにより、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力によって検出シャフト13上に生じたモーメントを既定モーメントと常時同じに保持する、言い換えると、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力を一定に保持することができる。
In the polishing process, the moment generated on the
実施形態2
図6に示すように、本実施形態は、第1の実施形態とは以下の差を有する:研磨位置22を調節シャフト18に固定する、即ち、被研磨工作物11を調節シャフト18に固定する。以下、差を2つの例で説明する。第1に、制御装置が決定した差は、プラス差であり、第2に、制御装置が決定した差は、マイナス差である。
Embodiment 2
As shown in FIG. 6, this embodiment has the following differences from the first embodiment: the polishing
また、検出シャフト13による、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力によって検出シャフト13上に生じたモーメントの検出を一例として取り上げる。既定モーメントM0が5%であり、接触前の研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力Fが0であると仮定すると、圧力F=0に従って、検出シャフト13は、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力によって検出シャフト13上に生じたモーメントM1が0であることを検出する。制御装置は、検出シャフト13によって検出したモーメントM1=0と、既定モーメントM0=5%とを比較し、研磨ホイール11と被研磨工作物10との間にマイナス差があることを決定し、これにより、制御装置は、マイナス差に基づきプラス補償供給量を計算し、計算したプラス補償供給量に基づき調節シャフト18に調節信号を出力し、調節シャフト18は、調節信号に基づき研磨ホイール10に向かって移動し、これにより、被研磨工作物10を駆動して研磨ホイール11に向かって移動させ、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の相対位置を調節するようにする。工程において、調節シャフト18が研磨ホイール10を駆動して移動させる場合、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力Fは漸増し、この圧力Fによって検出シャフト13上に生じた実際のモーメントM1は、モーメントM1が既定モーメントM0に達するまで、即ち、モーメントM1が5%に達するまで漸増する。
Further, detection of moment generated on the
既定モーメントM0が5%であり、研磨工程における研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力FがF1であると更に仮定すると、圧力F=F1に従って、検出シャフト13は、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力F1によって検出シャフト13上に生じたモーメントM3が6%であることを検出する。制御装置は、検出シャフト13によって検出したモーメントM3=6%と、既定モーメントM0=5%とを比較し、研磨ホイール11と被研磨工作物10との間にプラス差があることを決定し、これにより、制御装置は、プラス差に基づきマイナス補償供給量を計算し、計算したマイナス補償供給量に基づき調節シャフト18に調節信号を出力し、調節シャフト18は、調節信号に基づき研磨ホイール10から遠ざかり、これにより、被研磨工作物11を駆動して研磨ホイール10から遠ざけ、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の相対位置を調節するようにする。工程において、調節シャフト18が研磨ホイール10を駆動して移動させる場合、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力F1は漸減し、この圧力Fによって検出シャフト13上に生じた実際のモーメントM3は、モーメントM3が既定モーメントM0に達するまで、即ち、モーメントM3が5%に達するまで漸減する。
If it is further assumed that the predetermined moment M0 is 5% and the pressure F between the polishing
実施形態3
図7に示すように、本実施形態は、第1の実施形態とは以下の差を有する:研磨ホイール10の基部12を調節シャフト18に固定する、即ち、研磨ホイール10を調節シャフト18に固定する。研磨位置22を検出シャフト13に固定する、即ち、被研磨工作物11を検出シャフト13に固定する。被研磨工作物11の中心及び検出シャフト13の中心は、同じ垂直平面上にある。検出シャフト13は、第1の実施形態で採用したものと同じ原理に従って、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力又はモーメントを検出するため、再度説明しない。以下、本実施形態を2つの例で説明する。第1に、制御装置が決定した差は、プラス差であり、第2に、制御装置が決定した差は、マイナス差である。
Embodiment 3
As shown in FIG. 7, this embodiment has the following differences from the first embodiment: the
また、検出シャフト13による、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力によって検出シャフト13上に生じたモーメントの検出を一例として取り上げる。既定モーメントM0が5%であり、接触前の研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力Fが0であると仮定すると、圧力F=0に従って、検出シャフト13は、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力によって検出シャフト13上に生じたモーメントM1が0であることを検出する。制御装置は、検出シャフト13によって検出したモーメントM1=0と、既定モーメントM0=5%とを比較し、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間にマイナス差があることを決定し、これにより、制御装置は、マイナス差に基づきプラス補償供給量を計算し、計算したプラス補償供給量に基づき調節シャフト18に調節信号を出力し、調節シャフト18は、調節信号に基づき被研磨工作物11に向かって移動し、これにより、研磨ホイール10を駆動して被研磨工作物11に向かって移動させ、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の相対位置を調節するようにする。工程において、調節シャフト18が研磨ホイール10を駆動して移動させる場合、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力Fは漸増し、この圧力Fによって検出シャフト13上に生じた実際のモーメントM1は、モーメントM1が既定モーメントM0に達するまで、即ち、モーメントM1が5%に達するまで漸増する。
Further, detection of moment generated on the
既定モーメントM0が5%であり、研磨工程における研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力FがF1であると更に仮定すると、圧力F=F1に従って、検出シャフト13は、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力F1によって検出シャフト13上に生じたモーメントM3が6%であることを検出する。制御装置は、検出シャフト13によって検出したモーメントM3=6%と、既定モーメントM0=5%とを比較し、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間にプラス差があることを決定し、これにより、制御装置は、プラス差に基づきマイナス補償供給量を計算し、計算したマイナス補償供給量に基づき調節シャフト18に調節信号を出力し、調節シャフト18は、調節信号に基づき被研磨工作物11から遠ざかり、これにより、研磨ホイール10を駆動して被研磨工作物11から遠ざけ、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の相対位置を調節するようにする。工程において、調節シャフト18が研磨ホイール10を駆動して移動させる場合、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力F1は漸減し、この圧力F1によって検出シャフト13上に生じた実際のモーメントM3は、モーメントM3が既定モーメントM0に達するまで、即ち、モーメントM3が5%に達するまで漸減する。
If it is further assumed that the predetermined moment M0 is 5% and the pressure F between the polishing
実施形態4
図8に示すように、本実施形態は、第1の実施形態とは以下の差を有する:研磨位置22を検出シャフト13に固定する、即ち、被研磨工作物11を検出シャフト13に固定し、被研磨工作物11の中心及び検出シャフト13の中心は、同じ垂直平面上にある。検出シャフト13を調節シャフト18に固定する。検出シャフト13は、第1の実施形態で採用したものと同じ原理に従って、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力を検出するか、又は研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力によって検出シャフト13上に生じたモーメントを検出するため、再度説明しない。以下、本実施形態を2つの例で説明する。第1に、制御装置が決定した差は、プラス差であり、第2に、制御装置が決定した差は、マイナス差である。
Embodiment 4
As shown in FIG. 8, this embodiment has the following differences from the first embodiment: the polishing
また、検出シャフト13による、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力によって検出シャフト13上に生じたモーメントの検出を一例として取り上げる。既定モーメントM0が5%であり、接触前の研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力Fが0であると仮定すると、圧力F=0に従って、検出シャフト13は、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力によって検出シャフト13上に生じたモーメントM1が0であることを検出する。制御装置は、検出シャフト13によって検出したモーメントM1=0と、既定モーメントM0=5%とを比較し、研磨ホイール11と被研磨工作物10との間にマイナス差があることを決定し、これにより、制御装置は、マイナス差に基づきプラス補償供給量を計算し、計算したプラス補償供給量に基づき調節シャフト18に調節信号を出力し、調節シャフト18は、調節信号に基づき研磨ホイール10に向かって移動し、これにより、被研磨工作物10を駆動して研磨ホイール11に向かって移動させ、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の相対位置を調節するようにする。工程において、調節シャフト18が研磨ホイール10を駆動して移動させる場合、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力Fは漸増し、この圧力Fによって検出シャフト13上に生じた実際のモーメントM1は、モーメントM1が既定モーメントM0に達するまで、即ち、モーメントM1が5%に達するまで漸増する。
Further, detection of moment generated on the
既定モーメントM0が5%であり、研磨工程における研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力FがF1であると更に仮定すると、圧力F=F1に従って、検出シャフト13は、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力F1によって検出シャフト13上に生じたモーメントM3が6%であることを検出する。制御装置は、検出シャフト13によって検出したモーメントM3=6%と、既定モーメントM0=5%とを比較し、研磨ホイール11と被研磨工作物10との間にプラス差があることを決定し、これにより、制御装置は、プラス差に基づきマイナス補償供給量を計算し、計算したマイナス補償供給量に基づき調節シャフト18に調節信号を出力し、調節シャフト18は、調節信号に基づき研磨ホイール10から遠ざかり、これにより、被研磨工作物11を駆動して研磨ホイール10から遠ざけ、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の相対位置を調節するようにする。工程において、調節シャフト18が研磨ホイール10を駆動して移動させる場合、研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力F1は漸減し、この圧力F1によって検出シャフト13上に生じた実際のモーメントM3は、モーメントM3が既定モーメントM0に達するまで、即ち、モーメントM3が5%に達するまで漸減する。
If it is further assumed that the predetermined moment M0 is 5% and the pressure F between the polishing
要約すると、てこの原理の適用によって、本発明は、検出シャフト13を使用して研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力を検出するか、又は研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力によって検出シャフト13上に生じたモーメントを検出し、制御装置を使用して圧力又はモーメントを制御し、調節シャフト18を使用して研磨ホイール10と被研磨工作物11との間の圧力を自動的に補償する。研磨ホイール10の回転速度が一定である場合、本発明は、研磨工程における研磨ホイール10と被研磨工作物11との間に安定な圧力を実現し、研磨ホイール10が摩耗した場合、研磨工程における自動補償を実現することもでき、これにより、被研磨工作物11の安定かつ一貫した機械加工品質を保証し、高精度及び高効率に対する要件に適合させる。
In summary, by applying the lever principle, the present invention uses the
上記の実施形態は、本発明の好ましい実施形態を表すにすぎない。したがって、上記の実施形態の説明は、具体的で詳細であるが、本発明特許の範囲に対する限定として理解されないものとする。当業者は、本発明の趣旨から逸脱することなく、実施形態の異なる特徴の組合せ等、様々な変更及び修正を実施形態に行い得ることを留意されたい。これらは全て本発明の保護範囲内にあるものとする。 The above embodiments merely represent preferred embodiments of the invention. Accordingly, the description of the above embodiments is specific and detailed but should not be construed as a limitation on the scope of the patent of the present invention. It should be noted that those skilled in the art can make various changes and modifications to the embodiments, such as combinations of different features of the embodiments, without departing from the spirit of the invention. These are all within the protection scope of the present invention.
Claims (15)
検出シャフトによって研磨ホイールと被研磨工作物との間の圧力を検出するか、又は前記研磨ホイールと前記被研磨工作物との間の圧力によって前記検出シャフト上に生じたモーメントを検出し、検出した前記圧力又は前記モーメントを制御装置に出力するステップ;
前記制御装置によって、前記検出シャフトが検出した前記圧力又は前記モーメントと、既定圧力又はモーメントとを比較し、前記検出シャフトが検出した前記圧力又は前記モーメントと、前記既定圧力又はモーメントとの間に差があるかどうかを決定し、差がない場合、最後のステップを繰り返し、差がある場合、次のステップを実行するステップ;
前記制御装置によって、前記差に基づき、補償供給量を計算し、前記補償供給量に基づき、調節シャフトに調節信号を出力するステップ;
前記調節信号に基づき、前記調節シャフトを相応に移動させ、これにより、前記研磨ホイール又は前記被研磨工作物を駆動して相応に移動させ、前記研磨ホイールと前記被研磨工作物との間の相対位置を調節し、前記研磨ホイールと前記被研磨工作物との間の前記圧力、又は前記研磨ホイールと前記被研磨工作物との間の圧力によって前記検出シャフト上に生じた前記モーメントが、前記既定圧力又はモーメントに至るようにするか又は前記既定圧力又はモーメントとの一致を保持するようにするステップ;及び
前記研磨工程において、前記研磨ホイールと前記被研磨工作物との間の圧力を常に一定に保持するために、前記ステップを連続的に繰り返すステップ
を含む方法。 A method for detecting, controlling, and automatically compensating pressure in a polishing process, the method comprising:
The pressure between the grinding wheel and the workpiece to be polished is detected by the detection shaft, or the moment generated on the detection shaft by the pressure between the grinding wheel and the workpiece to be polished is detected and detected. Outputting the pressure or the moment to a control device;
The control device compares the pressure or moment detected by the detection shaft with a predetermined pressure or moment, and a difference between the pressure or moment detected by the detection shaft and the predetermined pressure or moment. If there is no difference, repeat the last step, and if there is a difference, perform the next step;
Calculating a compensation supply amount by the control device based on the difference and outputting an adjustment signal to an adjustment shaft based on the compensation supply amount;
Based on the adjustment signal, the adjustment shaft is moved accordingly, thereby driving the grinding wheel or the workpiece to be moved accordingly and the relative movement between the grinding wheel and the workpiece to be polished. Adjusting the position, the moment generated on the detection shaft by the pressure between the grinding wheel and the workpiece to be polished or the pressure between the grinding wheel and the workpiece to be polished; Reaching a pressure or moment or maintaining a match with the predetermined pressure or moment; and in the polishing step, the pressure between the polishing wheel and the workpiece to be polished is always constant. A method comprising the step of continuously repeating said steps to maintain.
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